中考物理电学综合计算题汇总及详细答案解析.docx

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中考物理电学综合计算题汇总及详细答案解析

中考物理电学综合计算题汇总及详细答案解析

一、电磁学综合题

1．由P＝

=

＝Fv，可得，机器人运动的速度：

v＝

=

＝0.6m/s.（2019·陕西中考模拟）多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。

图乙是某品牌养生壶简化电路图。

（ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），g＝10N/kg）

项目

参数

电源电压（V）

220

低温档功率（W）

275

中温档功率（W）

550

高温档功率（W）

1100

容积（L）

1

（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温档，说明判断依据；

（2）求R1的阻值；

（3）养生壶处于低温档工作时，求电路中的电流大小；

（4）在标准大气压下，使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。

【答案】

（1）当开关S1闭合，S2接B时，为高温档；因为此时电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，总功率最大；

（2）88Ω；（3）1.25A；（4）420s

【解析】

【详解】

（1）由图知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P＝

可知，总功率最大，所以此状态为高温档；

答：

当开关S1闭合，S2接B时，为高温档；因为此时电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，总功率最大。

（2）由图知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝

可知，总功率最小，此时为低温档；当S2接A，S1闭合时，R2被短路，只有电阻R1接入电路，养生壶处于中温档。

由P＝UI得，正常工作时通过R1的电流为：

I1＝

＝

＝2.5A，由I＝

得，R1的阻值：

R1＝

＝

＝88Ω；

答：

电阻R1的阻值是88Ω

（3）由P＝UI得，养生壶在低温档工作时电路中的电流为：

I低＝

＝

＝1.25A；

答：

养生壶处于低温档工作时电流为1.25A

（4）由ρ＝

可得，水的质量：

m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，水吸收的热量：

Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣12℃）=3.696×105J，由η＝

和W＝Pt得，烧开一壶水需要的时间为：

t＝

＝

＝

＝420s。

2．答：

（1）红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要大得多；

（2）电热水袋的加热效率是70%；（2019·江门市第二中学中考模拟）现代生活中，人类对于能源的需求越来越大。

如图是我国西部某地区风力发电的外景,风力发电机主要是由风机叶片和发电机组完成。

已知该地区空气密度平均为1.3kg/m3，年平均风速为10m/s，该风力发电区里一台风力发电机在不同风速下获得的风能如下表所示：

平均风速（m/s）

5

10

15

20

25

1min内获得的能量（×106J）

4.8

7.2

9.6

12

14.4

（1）100台这样的风力发电机在一年里（总工作时间按4000h计算）获得的风能是____J，这相当于______kg焦炭完全燃烧所释放出来的能量（已知焦炭的热值是3×107J/kg）。

（2）在风力作用下，风机叶片产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机利用____的原理，把_____能转化为电能。

（3）如果一台风力发电机把风能转化为电能的效率为80%，那么该地区一台风力发电机的电功率为___kW.

（4）请你写出风能的一个优点：

_____________________。

【答案】1.728×10145.76×106电磁感应机械96清洁无污染

【解析】

【详解】

（1）由表格数据知道，风速为10m/s时，一台风力发电机，1min获得的能量是7.2×106J，所以，100台这样的风力发电机在一年里（总工作时间按4000h计算）获得的风能是：

=1.728×1014J；如果这些能量是由完全燃烧焦炭来获得，则焦炭的质量是：

=5.76×106kg；

（2）在风力作用下，风机叶片产生的动力通过传动系统传递给发电机，是把机械能转化为电能，这是电磁感应现象；

（3）一台风力发电机，1min获得的能量是7.2×106J，由

知道，可以转化得到的电能是：

=5.76×106J，所以一台风力发电机的电功率是：

=96kW；

3．用快加热比用慢加热节约的时间：

∆t=t’-t=8264s-4132s=4132s。

（2019·北京中考模拟）阅读《超导材料》

超导材料

1911年，荷兰科学家昂内斯（Onnes）用液氦冷却水银时发现，当温度下降到4.2K（-268.98℃时）时，水银的电阻完全消失。

1913年昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出:

低温下金属电阻的消失“不是逐渐的，而是突然的”，水银在4.2K进入了一种新状态，由于它的特殊导电性能，可以称为超导态。

后来他发现许多金属和合金都具有与上述水银相类似的低温下失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为临界温度，具有超导电性的材料称为超导材料或超导体。

1933年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”。

根据临界温度的不同，超导材料可以被分为:

高温超导材料和低温超导材料。

但这里所说的“高温”只是相对的，其实仍然远低于冰点0℃，对常温来说应是极低的温度。

20世纪80年代是超导电性探索与研究的黄金年代。

1981年合成了有机超导体，1986年缪勒和柏诺兹发现了一种成分为钡（Ba）,镧（La）、铜（Cu）,氧（0）的陶瓷性金属氧化物，其临界温度提高到了35K。

由于陶瓷性金属氧化物通常是绝缘物质，因此这个发现的意义非常重大，缪勒和柏诺兹因此而荣获了1987年度诺贝尔物理学奖。

后来包括中国在内的世界上部分国家又陆续发现临界温度100K以上的高温超导材料。

高温超导材料的用途非常广阔，由于其具有零电阻和抗磁性，用途大致可分为三类:

大电流应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用。

大电流应用即前述的超导发电、输电和储能;电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。

请根据上述材料回答下列问题:

（1）许多金属和合金具有在低温下会失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为_____温度。

（2）超导体_____（选填“适合”或“不适合”）用来制作电饭锅的发热装置。

（3）如图所示，在甲、乙两图中能表示“迈斯纳效应”的是_____图。

（4）高温超导材料的超导电性可以应用于_____。

【答案】临界不适合乙大电流应用：

超导发电、输电和储能

【解析】

【详解】

（1）许多金属和合金，当温度下降到某一值时，其电阻完全消失。

这一温度称为临界温度。

（2）超导体没有电阻。

根据焦耳定律，导体没有电阻，通电时就不会发热，所以超导体不适合用来制作电饭锅的发热装置。

（3）文中提到：

“如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为‘迈斯纳效应’。

”故能表示“迈斯纳效应”的是乙图。

4．

（2）由物体运动的距离与物体质量、水平拉力和速度的关系得到：

s=

，F磁=BIL，得到s=

，v=

。

（2019·山西中考模拟）阅读短文，回答问题：

开天辟地薪火相传

180万年前，黄河中游的早期猿人点燃了人类文明的第一把圣火；180万年后的今天，我们站在同样的地方﹣﹣山西省运城市西侯度遗址，采集万众瞩目的“第二届全国青年运动会”圣火，正式开启了二青会火炬传递征程!

圣火采集：

2019年3月28日上午，一缕阳光透过遗址洞穴顶部的条缝隙射进采火洞，照射在凹面镜上，会聚到采火器中，火苗渐起引燃采火棒，如图甲，其原理图如图乙。

之后顺利点燃采火盆，圣火采集圆满成功。

火炬传递：

二青会火炬名为“山河”，如图丙，选用电解铝材质，其质量仅为1.2kg，设计上融合了山西的历史、地理、文化等元素。

二青会网络火炬传递采用最前沿的AR技术，首创微信小程序传递方式，任何人通过微信账号即可登录5月4日，途经33个省级站点传递后，二青会圣火再次抵达山西运城，与实体火炬传递同步，直到8月18日开幕式传递结束，是史上历时最长的一次网络火炬传递AR技术是利用计算机生成一种逼真的虚拟环境，通过传感设备使人“身临其境”，用户通过AR拍照、AR扫一扫、限时跑步、趣味游戏和答题等方式进行网络火炬传递，其中最受欢迎的AR拍照，可以实现“人+传递站点背景图+吉祥物”的合影，如图丁从古朴大气的圣火采集，到网络火炬传递方式的创新，都体现了传承与创新的完美结合。

开天辟地，薪火相传，青春不息激发时代新人开启奋斗新征程!

（1）电视机前的观众通过卫星转播收看圣火采集仪式直播，这是通过_____（选填“超声波”或“电磁波”）传递信号的；

（2）如图乙，一束射向O点的光线经凹面镜反射后，射入采火器B点，请在图中画出反射光线，并通过作图确定镜面的位置（研究单条光线时可将凹面镜的一小段近似看成平面镜）；

（________）

（3）如图丁中的合影背景是计算机生成的一种_____环境，首创微信小程序网络传递的好处是_____（写出一条）；

（4）如图丙的火炬选用电解铝材质，大大减轻了它的质量请你用所学的物理知识解释其中的道理。

_____

【答案】电磁波

虚拟人人都可以参与详见解析

【解析】

【详解】

（1）世界各地的观众通过卫星的实况转播欣赏了比赛直播，卫星通信是通过电磁波来传递信号的；

（2）连接OB，OB光线为反射光线，由光反射定律可知，反射角等于入射角，所以先做出反射光线与入射光线的夹角的平分线，过入射点作这个角平分线的垂线，可以得到平面镜的位置，如下图所示：

（3）合影背景是计算机生成的一种虚拟环境，微信小程序网络传递可以让人人都可以参与；

5．（4）蒸蛋器在工作时将电能转化为水的内能，使水的温度升高汽化为水蒸气，水蒸气上升遇到鸡蛋，一方面通过热传递使蛋的温度升高，另一方面水蒸气遇冷的鸡蛋液化成小水珠，液化放热，鸡蛋有两个途径得到热量，鸡蛋更容易蒸熟。

（2019·江苏中考模拟）阅读短文，回答问题

嫦娥四号探测器

嫦娥四号探测器由着陆器与巡视器组成，巡视器被命名为“玉兔二号”。

作为世界首个在月球背面软着陆和巡视探测的航天器，其主要任务是着陆月球表面，继续更深层次更加全面地科学探测月球地质、资源等方面的信息，完善月球的档案资料。

为什么我们总看不到月球背面呢？

月球围绕地球公转的同时也在自转，地球和月球之间存在相互作用的引力，并且月球背向地球的半球离地球远，受到地球的引力小。

如果月球自转周期与绕地球公转周期不相等，那么月球上同一部分与地球距离会发生变化，使其所受地球引力发生变化。

这导致月球不同岩石之间产生摩擦，逐渐减慢自转的速度，最终使得月球自转与绕地球公转的周期相同，即月球被地球引力“潮汐锁定”。

由于“潮汐锁定”，使得月球自转的周期等于它绕地球公转的周期，因此总是同一面朝向地球。

为了解决探测器到达月球背面后没有信号的问题，2018年5月21日，科学家把一颗叫“鹊桥”的中继卫星放在了地球和月球连线外侧的“拉格朗日点”（L2）上，在这个点上，中继卫星在地球和月球共同的引力作用下围绕地球运动，且始终悬停在月球背面的上空。

这颗卫星负责地球与着陆器、月球车的通讯，为我们传回嫦娥四号的观测数据，有了这颗卫星做通讯保障，探测器才敢在月球背面着陆，这也是人类首次。

2018年12月8日，嫦娥四号探测器在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射入轨，之后经过地月转移、近月制动、环月飞行、降轨，最后着陆月球。

2019年1月3日，10时15分，嫦娥四号迎来制动时刻，7500牛发动机开机，动力下降开始；10时21分，降落相机开机，开始抓拍落月全过程；10时25分，嫦娥四号转入悬停模式，随着现场工作人员一声令下，嫦娥四号探测器从距离月面15公里处开始实施动力下降，探测器的速度逐步从相对月球1.7公里每秒降为零。

经历了近700秒的落月过程，嫦娥四号探测器成功在月球背面南极﹣艾特肯盆地冯•卡门撞击坑的预选区着陆。

2019年1月11日，嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器完成两器互拍，达到工程既定目标，标志着嫦娥四号任务圆满成功。

嫦娥四号采取新的能源供给方式﹣﹣同位素温差发电与热电综合利用技术结合，也就是两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给。

据科学家介绍，“嫦娥四号”主要还是太阳能板供电，使用的核电源功率还比较小，仅2瓦，与电脑上的USB接口供电能力差不多，仅在月夜采集温度的时候采用。

（1）为了更直观地说明为什么我们总看不到月球的背面，可以构建月球绕地球运行过程的动态模型，构建这个模型应抓住的关键是_____。

“鹊桥”卫星是靠_____传递信息的。

（2）绕月运动时的嫦娥四号探测器受到的是_____（选填平衡力作用，非平衡力作用），其运动状态_____（选填变化着，不变）。

（3）月球上没有空气，不能使用降落伞降落，只能使用反推力火箭产生的阻力实现探测器软着陆，这说明力能改变物体的_____，从悬停经700秒落月过程中，嫦娥四号探测器作_____（选填加速，减速，匀速）运动。

（4）嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器上装有摄像机和照相机，摄像机和照相机的镜头相当于_____（选填凸透镜，凹透镜，平面镜），能成倒立、缩小的_____（选填实像，虚像）。

（5）嫦娥四号探测器到达月球表面后，展开太阳能电池帆板，对着太阳方向，太阳能帆板供电时，将_____能转换为_____能。

【答案】月球自转的周期等于它绕地球公转的周期电磁波非平衡力作用变化着运动状态减速凸透镜实像太阳能电

【解析】

【详解】

（1）月球绕地球一周的过程中，其正面始终正对地球，据此可知，月球公转一周的时间内恰好自转一周，故构建这个模型应抓住的关键是月球自转的周期等于它绕地球公转的周期；卫星导航靠电磁波传递信息；

（2）嫦娥四号绕月转动不是直线运动，运动方向不断变化，也就是状态不断变化，所以受非平衡力的作用；

（3）使用反推力火箭产生的阻力实现探测器软着陆，火箭在反推力的作用下速度减小，说明力能改变物体的运动状态；探测器从悬停经700秒落月过程中，速度逐渐减小，最后安全着陆；

（4）照相机和摄像机的镜头相当于凸透镜，能成倒立、缩小、实像；

6．（3）电路中电压是不变的，根据P=

可知，要高温档（发热功率最大）工作，则须电路中电阻最小，即当R1与R2并联工作时为高温档。

应S2闭合，同时S1接a。

（2019·广东中考模拟）家庭电路的电能表如图所示。

小明让电饭锅单独工作，转盘转过30圈时，停表记录其工作时间为100s。

（1）电饭锅消耗的电能为_________kW•h，电功率为________W。

（2）小芳设计实验如下:

电饭锅单独正常工作时，用停表计时3分钟。

这段时间内，观察转盘转过的圈数n，测量出消耗的电能W，算出电功率。

评估:

比较两人测量电饭锅功率的实验，_________的实验相对不太精确。

理由是:

_________

（3）电能属于__________（选填:

“一次”、“二次”、“可再生”或“不可再生”）能源。

【答案】0.01360小芳3分钟内，转盘转过的圈数不一定是整数，测量消耗的电能误差较大二次

【解析】

【详解】

（1）由图中参数可知，电路中消耗1kW•h电能，电能表转3000r。

则电能表转30r电饭锅消耗的电能为W=

=0.01kW•h=3.6×104J；电功率为P=

=

=360W。

（2）由于电能表的转盘转的比较慢，在时间刚好3min时，有可能转盘不是刚好转过整数圈。

这样计算的电能误差较大，从而计算的功率也误差较大。

7．

（2019·江苏中考模拟）阅读短文，回答问题

观光电梯

电梯是一种用于多层建筑乘人或载物的运输工具．电梯的简易结构如图甲所示，电梯轿厢和配重分别挂在主电动机的两侧，在电梯半载时，轿厢总重和配重的重力基本相等．满载上升时，主电动机提供动力，驱动轿厢．

如图乙所示，为某商业大厦安装的观光电梯，其相关参数如下表．为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图丙所示，控制电路的电源电压U为12V，压力传感器的电阻R与所受压力F的关系图像如图丁所示，电磁继电器阻值可忽略．当电流大于0.2A时，会启动警报系统，同时无论如何按压电梯控制器，门电动机均不工作．此外，电梯需经常保养，“运行频次比ω”是电梯养护的重要指标，ω一般用电梯每天平均待机时间与运行时间之比来表示．

（1）为便于观光，电梯的外壁采用玻璃材料，主要是因为玻璃有较好的____性，该观光电梯配重的重力约为____N．

（2）下列有关该电梯的说法中，正确的是____.

A．主电机与钢丝绳之间的摩擦为有害摩擦

B．超载自动报警系统中电磁铁的右端为S极

C．电梯满载上行时，电动机需顺时针转动

D．报警电铃的工作原理是电磁感应

（3）乙图中，当站在上升的B电梯里的乘客看到A电梯在上升，则可推知A电梯在______且速度__（大于/小于/等于）B电梯的速度．

（4）控制电路中R0=____Ω．若使用一段时间，电梯未满载就报警，则说明R0的阻值变____（大/小）．

（5）该商业大厦每天营业时间为12h，设电梯均在额定功率下运行．经测算，该观光电梯平均每天耗电72kW•h，则该观光电梯的“运行频次比”ω=____（结果写成小数形式）.

【答案】透光性7000C上升大于20小3.8

【解析】

【详解】

（1）乘客在随电梯竖直上升的过程中，可透过玻璃欣赏到楼外美丽的城市景色，

所以为便于观光，电梯的外壁采用玻璃材料，主要是因为玻璃有较好的透光性。

轿厢的重力：

G轿厢=mg=500kg×10N/kg=5000N，

电梯半载时：

G半载=

G最大=

×4000N=2000N，

由题意知，配重的重力：

G配=G轿厢+G半载=5000N+2000N=7000N，

（2）A、主电机与钢丝绳之间的摩擦使钢丝绳上升，该摩擦属于有益摩擦，故A错误；

B.超载自动报警系统报警时，电流从电磁铁的右端导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的右端为N极，左端为S极，故B错误；

C.电梯满载上行时，钢丝绳对轿厢由向上的拉力，所以电动机需顺时针转动对其产生向上的摩擦力，故C正确；

D.报警电铃的工作原理是电的磁效应，故D错误。

（3）当站在上升的B电梯里的乘客看到A电梯在上升，此时B电梯里的乘客以自己的电梯为参照物，

可推知A电梯在上升，且速度大于B电梯的速度。

（4）当电梯刚好满载时,即压力传感器所受压力F=G最大=4000N.

由图象可知，压力传感器的电阻R=40Ω，

由欧姆定律得，电路总电阻：

R总=

=

=60Ω，

根据串联电路电阻特点可知,R0的阻值：

R0=R总−R=60Ω−40Ω=20Ω，

当电梯未满载时，压力传感器所受压力变小，由图象可知，压力传感器的电阻变大，

由于电梯报警时的电流和电源电压不变,根据R总=

可知,电路总电阻不变,则说明R0的阻值变小。

（5）由P=

得，电梯运行消耗的电能：

W运行=P额t运行=25kW×t运行，

电梯待机消耗的电能：

W待机=P待机t待机=1kW×t待机，

则电梯平均每天消耗的电能：

W=W运行+W待机,即：

25kW×t运行+1kW×t待机=72kW⋅h−−−①

t运行+t待机=12h−−−②

联立①②可解得：

t运行=2.5h,t待机=9.5h；

则该观光电梯的“运行频次比”：

8．（2019·西安行知中学中考模拟）随着人民生活水平的不断提高汽车经走进我们的家庭小明的爸爸最近也购买了车请完成下面两个与汽车有关的问题：

（1）请在图中用笔到线代替导线将汽车的启动原理图钥匙孔连接完整（说明：

当钥匙插入仪表板土的钉匙孔并转动（相当于闭合开关），电动机（M）工作，启动轿车：

电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压）

（_____）

（2）电路接通后，电磁铁的上端是_____（选填“N或“S“）极

（3）若轿车在公路上以108km/h的速度匀速直线行驶2小时，已知该汽车行驶时每公里消耗0.1L，知汽油的热值为3×107J/L，轿车行驶过程中，汽油完全燃烧产生的内能有30%轿车前进时克服摩擦阻力所需要的能量求

①行驶2小时轿车通过的路程______？

②这2小时消耗汽油多少升_______？

③在上述行驶过程中受到的牵引力是多大__________？

【答案】

N216km21.6L900N

【解析】

【详解】

（1）根据题意分析可知，钥匙孔与一节电池、电磁铁组成控制电路，电动机与总电源组成工作电路，如下图：

（2）由图知，电流由电磁铁的下方流入，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，下端为S极；

（3）①由

得，行驶2小时轿车通过的路程：

；

②根据题意可知，这2小时消耗的汽油：

；

③汽油完全燃烧产生的热量：

，

根据

可知，轿车前进时克服摩擦阻力做的功：

，

汽车匀速行驶时，受到的牵引力和阻力是平衡力，由

得，汽车受到的牵引力：

。